JPS5943757B2 - ディスプレイパネルの駆動方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディスプレイ素子の駆動方式、特に消費電力を
低減する駆動回路を有する情報機器の出力装置としての
交流結合ガス放電ディスプレイパネルの、駆動方式に関
するものである。

この種の交流結合ガス放電ディスプレイパネルは、各桁
の対応するセグメントが共通になつており、ダイナミッ
ク表示させ桁信号を走査することにより動作させる。

このような交流結合ガス放電ディスプレイパネルは、発
光ダイオード（ＩＪＥＤ）、フィラメント管、蛍光管等
の発光素子を用いたディスプレイパネルに比較すると、
発光効率、表示の鮮明度、温度特性、経年変化等では特
に優れているが、発光に必要な駆動電圧として百数十ボ
ルトの交流パルスを印加する必要がある。

この百数十ボルトの、駆動電圧は、ディスプレイパネル
を発光させる高電圧の専用電源であるので、放電を発生
させるための、駆動回路における電力損失が大きく不経
済である。したがつて、駆動回路のＩＣ化を容易にする
とともに、経済的な駆動回路を得るために、駆動回路の
電流容量を低減しなければならない。本発明の目的は、
以上に述べたように、、駆動回１ 路のＩＣ化の容易お
よび消費電力の減少を図る交流結合ガス放電ディスプレ
イパネルの駆動方式を提供することにある。

本発明の方式は、それぞれ１つの桁電極および複数のセ
グメント電極を持つ複数の桁表示部とそ、れぞれ該複数
の桁表示部間の対応するセグメント電極相互が接続され
た複数の接続点とを含み１つの前記桁電極と１つの前記
セグメント電極とにより１つのセグメント素子を構成し
各該セグメント素子の桁電極およびセグメント電極にそ
れぞれ第１および第２の電圧を印加することにより対応
するセグメント素子が発光する交流結合ガス放電デイス
プレイパネルの１駆動方式において、それぞれセグメン
ト発光制御信号がベースに与えられエミツタが接地され
た第１のトランジスタと該第１のトランジスタのコレク
タがベースに接続されコレクタに前記第２の電圧が供給
された第２のトランジスタと該第２のトランジスタのベ
ース・エミツタ間に接続されたダイオードとを有する複
数のセグメント駆動回路を持ち該各セグメント駆動回路
の第２のトランジスタのエミツタが前記複数の接続点の
うちの対応する一つとそれぞれ接続されたセグメント駆
動手段と、前記複数の桁表示部の桁電極に前記第１の電
圧を桁発光制御信号に応答して順次時分割的に供給する
桁駆動手段と、予め定めた時間毎に発光動作に関与する
期間だけ前記複数のセグメント駆動回路の第２のトラン
ジスタのベースに該第２のトランジスタを導通状態にさ
せるための第３の電圧を負荷抵抗を介して供給するスイ
ツチ手段とを備えている。

次に図面を参照して説明する。

第１図は、この種交流結合ガス放電デイスプレイパネル
の，駆動方式における印加電圧波形を示したものである
。

この方式では、第１図ａに示されるように、デイスプレ
イ素子の駆動時間幅Ｔｌ，回復時間幅Ｔ２の５駆動電圧
ＶＯ即ちセグメント出力電圧に対して、第１図Ｂ，ｃ，
ｄおよびｅに示すように桁出力は常時前記１駆動電圧Ｖ
Ｏであり、該当桁番号のスキヤン時間の時のみ前記セグ
メント出力の高レベル時間に同期して低レベルになる。
例えば、駆動電圧ＶＯと電極板の放電開始電圧ＶＴとの
関係をＶＯ＜ＶＴく２０になるように０を設定すれば、
第１図ｆに示すように桁信号とセグメント信号を同時に
逆方向にスイツチした時のみデイスプレイ素子にかかる
実効電圧は２Ｖ０となり、各セグメント出力の立上り時
と各桁出力の立下り時の一致点又は各セグメント出力の
立下り時と各桁出力の立上りが一致したときデイスプレ
イ素子が発光するが、それぞれの各セグメント出力とそ
れぞれ対応する各桁出力のうちいずれか一方のみスイツ
チする時はデイスプレイ素子はＶＯくＶＴにより発光し
ない。しかるに、従来このような各セグメントおよび各
桁を駆動するためのスイツチング回路として、第２図に
示すような種々の回路が用いられていた。

第２図ａの回路はＮＰＮ形トランジスタＱ１と負荷砥抗
２１から構成され、トランジスタＱ１のベース電極には
、信号供給部の入力（ＩＮ）が供給され、エミツタ電極
は接地され、コレタタ電極にはコレクタ抵抗２１を介し
て交流結合ガス放電デイスプレイパネルを５駆動させる
電圧ＶＯ力任聞口される。また、第２図ｂに示す回路は
、ＰＮＰ形トランジスタＱ２と、信号供給部からの入力
レベルを変換するためのベースコンデンサ２３と、トラ
ンジスタＱ２のベース、エミツタ電極間に接続された抵
抗２４と、コレクタ負荷抵抗２２とから構成されている
。これらの第２図Ａ，ｂに示すトランジスタスイツチン
グ回路は、回路構成が最も単純であるが、ターンオフ時
の回復時間が遅いので、交流結合ガス放電デイスプレイ
パネルの表示文字の輝度を左右する繰り返し周波数を高
速にできないとともに、各トランジスタＱｌ，Ｑ２がス
イツチオンの状態における抵抗２１，２２による電力損
失が極めて大である。

また、第２図Ｃに示す回路は、エミツタ電極が．駆動電
位ＶＯに接続されたＰＮＰ形トランジスタＱ３と、この
トランジスタＱ３のベース電極に接続され信号供給部か
らの入力電圧（ＩＮ）のレベルを変換するためのコンデ
ンサ２５と、トランジスタＱ３のエミツタ電極とベース
電極１間に橋絡された抵抗２６、コレクタ抵抗２７と、
このコレクタ抵抗２７を介してコレクタ電極が前記トラ
ンジスタＱ３のコレタタ電極に接続されたＮＰＮ形トラ
ンジスタＱ４とから構成され、Ｑ４のベースは入力電圧
（ＩＮ）が直接供給される。

このトランジスタＱ４のコレクタ電極とコレクタ抵抗２
７の接続点から出力端子（０ＵＴ）が取出される。この
ように構成されたトランジスタスイツチング回路は、コ
ンブリメンタリ回路を形成しており、直流電流によつて
電力を消費する部分がほとんどないので、デイスプレイ
素子を駆動するための駆動電源の容量を小さくできる。

しかしながらＰＮＰ形トランジスタＱ３とＮＰＮ形トラ
ンジスタＱ４を同時点でスイツチさせることと、トラン
ジスタＱ３のベース入力電圧レベルを変換することが比
較的困難であるとともに、トランジスタＱ３，Ｑ４が互
に逆極性であるから、このトランジスタスイツチング回
路をＩＣ化する場合は困難である等の問題がある。第２
図ｄに示すスイツチング回路は、コレクタ電極が電位Ｖ
Ｏに接続されるＮＰＮ形トランジスタＱ５と、このトラ
ンジスタＱ５のコレクタ電極とベース電極間に介挿され
た抵抗２８と、トランジスタＱ５のエミツタ電極にアノ
ード電極が接続されカソード電極がトランジスタＱ５の
ベース電極に接続されたダイオードＤと、このダイオー
ドＤのカソード電極にコレタタ電極が接続されエミツタ
電極がアース電位に接続されたＮＰＮトランジスタＱ６
から構成され、トランジスタＱ６のベース電極より入力
端子（Ｎ）が取り出され前記ダイオードＤのアノード電
極から出力端子（０ＵＴ）が取り出される。

このようなトランジスタスイツチング回路は、入力（Ｉ
Ｎ）が高レベルになるとカレントシンクトランジスタＱ
６が導通状態となり入力（ＩＮ）が低レベルになるとト
ランジスタＱ５が導通状態となるオフバツフア付回路を
形成するので、ターオフ特性は第２図ａに示した回路に
比較すればはるかに良好であるが、トランジスタＱ６が
オンの状態のとき抵抗２８において余分な電力が消費す
る欠点を有する。

しかしながら、同一極性のトランジスタを２個使用して
いる点と、レベル変換用コンデンサが不要であるので、
デイスプレイ素子の駆動回路の１Ｃ化が極めて容易であ
るとともに、汎用トランジスタートランジスタロジツク
回路（ＴＴＬ回路）とのインターフエイスがとりやすい
等の利点を有する。本発明は上述の点に着目して、第２
図ｄに示すスイツチング回路を更に改良し、交流結合ガ
ス放電デイスプレイパネルの駆動回路をＣ化が容易にな
るようにするとともに、低消費電力の１駆動回路を得よ
うとするものである。

しかるに、第２図ｄの回路をそのままセグメント駆動回
路として使用するとデイスプレイパネルが無表示の場合
即ち交流結合ガス放電デイスプレイパネルが放電してな
い場合に、セグメント出力を全て低レベルにしなければ
ならないため負荷抵抗２８における電力損失が大きくな
る。

この場合、セグメント数をＳ、負荷抵抗２８の抵抗値を
Ｒ、且つ桁駆動回路も第２図ｄの回路を使つたとすれば
、全セグメントに於る電力損失は発光しない時にＳＶＯ
２／Ｒになる。又、セグメント出力パルス電圧の時間幅
Ｔ，と回復時間Ｔ２が等しい時は各桁ドライバーによる
損失の合計はＶＯ２／２Ｒなので総計するとＳＶＯ２／
Ｒ＋ＶＯ２／２Ｒ−（２Ｓ＋１）・ＶＯ２／２Ｒの電力
損失となる。ところで、セグメント出力波形は、セグメ
ント出力パルスの回復時間Ｔ２の間は表示文字に関係な
くトランジスタＱ６がオンになるので電圧は低レベルに
なる。

そこで第３図に示すように負荷抵抗２８の電源ｏ側を、
Ｔ２の間だけしや断するスイツチ回路３１を負荷抵抗２
８に直列に接続すれば、発光に関与しないＴ２間に発生
する負荷抵抗２６の電力消費は低減する。従つて第３図
の回路をセグメント１駆動回路に使用した時の電圧ＶＯ
の全セグメント消費電力は、ｔ１＝Ｔ２の場合、ＳＶＯ
２／２Ｒスイツチ回路として桁と同一駆動回路の第２図
ｄの回路を使用した時のスイツチ回路消費電力はＶＯ２
／２Ｒ、各桁５駆動回路の全消費電力はＶＯ２／２Ｒな
ので、合計で（Ｓ＋２）・ＶＯ２／２Ｒの消費電力にな
る。このように第３図の回路を使用すれば、従来の回路
に比較して消費電力比はＰ（Ｓ＋２）／（２Ｓ＋１）に
なる。一般に小数点も含めるとＳ−８であるので、上記
のＰ＝（Ｓ＋２）／（２Ｓ＋１）の式にＳ＝８を代入す
ればＰ−０．６となり約４０％の，駆動回路用の電力が
節減できる。第４図は本発明の実施例であるデイスプレ
イパネル駆動回路である。

図に於て、デイスプレイパネル４５はそれぞれ１個の桁
電極及び８個のセグメント電極を持つ９個の桁表示部を
有する。

９個の桁駆動回路４３−１〜４３−９の出力は一対一対
応に９個の桁電極に与えられている。

各桁表示部間の対応するセグメント電極相互は全て接続
されており、それぞれセグメント１駆動回路４４−１〜
４４−８の出力が与えられる。スイツチ回路３１．桁駆
動回路４３１〜４３−９は全部第２図ｄに示した回路で
ある。セグメント駆動回路４４−１〜４４−８は前記ス
イツチ回路３１と共に第３図の回路を構成している。桁
駆動信号供給部は、制御クロツクを計数する９進カウン
タ４１とこのカウンタ４１からの出力信号を選択的に逐
次選択するデコーダ４２の指定された桁に対応する出力
を人力とするインバータ４７−１〜４７−９により構成
される。またセグメント駆動信号供給部は、セグメント
入力の選択信号と選択時にパルス状出力が得られるよう
にするための高周波信号即ち制御タロツクを混合するた
めのナンドゲート４８−１〜４８−８と、制御タロツク
信号を反転させるインバータ４９と、スイツチ回路３１
とにより構成される。一般に制御クロツクの時間幅ｔ１
とＴ２の比は１：１で、制御クロツクの立上りでカウン
タ４１が作動し、デコーダ４２内で指定された桁が選択
され、時間ｔ１とゲートがとれた信号がインバータ４７
を介して桁駆動回路４３−１〜４３−９のカレントシン
クトランジスタＱ６に入り、その選択された桁駆動回路
４３−１〜４３−９の桁出力のみが低レベルになる。一
方、セグメント駆動信号供給部においては、指定された
セグメント入力信号と制御クロツク信号とを入力とする
ナンド回路を介して対応するセグメント駆動回路のトラ
ンジスタＱ６にベース信号として供給されるとともに、
インバータ４９を介して前記制御クロツクの反転信号が
スイツチ回路３１のカレントシンクトランジスタＱ６に
供給される。この時、発光すべきセグメント電極に対応
したセグメント入力は高レベルになつており、発光制御
クロツクとゲートがとれたセグメント１駆動回路は高レ
ベルになる。回復時間Ｔ２の間は発光制御クロツクが低
レベルになつておりゲートがとれないため、桁，駆動回
路はすべて高レベルになり、セグメント駆動回路はすべ
て低レベルになる。このようにして、桁駆動回路の出力
が低レベル、セグメント５駆動回路の出力が高レベルの
時のみデイスプレイ素子４５が発光する。スイツチ回路
３１は、パルス回復時間Ｔ２間で出力が低レベルになる
ように接続されており、この時セグメント駆動回路４４
−１〜４４−８の出力も低レベルになるので、負荷抵抗
４６の電力損失は発生しない。クロツク信号がオンの時
スイツチ回路３１のカレントシンクトランジスタＱ６は
オフで、トランジスタＱ５が導通するので、スイツチ回
路３１の出力電圧は１駆動電圧ＶＯとほぼ等しくなる。
この時、指定されたセグメント駆動回路が導通して交流
結合ガス放電デイスプレイパネル４５が発光する。この
場合に、時間幅ｔ１では、スイツチ回路３１の出力は駆
動電圧ＶＯとほぼ等しく従来と同一動作し、さらにデイ
スプレイ素子４５のインターフエイスは、従来と全く同
じであるので駆動能力は低下しない。尚、本発明では、
駆動電圧ＶＯが負電圧の場合は、各駆動回路のトランジ
スタとして、ＰＮＰ形トランジスタを用いても、上述の
実施例と同様の作用が行なわれる。

本発明は以上説明したように、電力低減用スイツチ回路
を持つように構成することにより、低消費電力の駆動回
路になり経済的であるとともに、各駆動回路を同一にし
て一種類の集積回路としてＩＣ化が容易である等の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流結合ガス故電デイスプレイの動作説明図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれ１つの桁電極および複数のセグメント電極
   をもつ複数の桁表示部とそれぞれ該複数の桁表示部間の
   対応するセグメント電極相互が接続された複数の接続点
   とを含み１つの前記桁電極と１つの前記セグメント電極
   とにより１つのセグメント素子を構成し各該セグメント
   素子の桁電極およびセグメント電極にそれぞれ第１およ
   び第２の電圧を印加することにより対応するセグメント
   素子が発光する交流結合ガス放電ディスプレイパネルの
   駆動方式において、それぞれセグメント発光制御信号が
   ベースに与えられエミッタが接地された第１のトランジ
   スタと該第１のトランジスタのコレクタがベースに接続
   されコレクタに前記第２の電圧が供給された第２のトラ
   ンジスタと該第２のトランジスタのベース・エミッタ間
   に接続されたダイオードとを有する複数のセグメント駆
   動回路を持ち該各セグメント駆動回路の第２のトランジ
   スタのエミッタが前記複数の接続点のうちの対応する一
   つとそれぞれ接続されたセグメント駆動手段と、前記複
   数の桁表示部の桁電極に前記第１の電圧を桁発光制御信
   号に応答して順次時分割的に供給する桁駆動手段と、予
   め定めた時間毎に発光動作に関与する期間だけ前記複数
   のセグメント駆動回路の第２のトランジスタのベースに
   該第２のトランジスタを導通状態にさせるための第３の
   電圧を負荷抵抗を介して供給するスイッチ手段とを備え
   たことを特徴とするディスプレイパネルの駆動方式。